Supermateriál pro budoucnost: Hořčík!

Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.

Čistý hořčík, nazývaný také magnézium, hoří za vysokých teplot oslnivým bílým světlem. Proto je tolik využíván jako součást směsí pro výrobu ohňostrojů. Většina z nás jej dobře zná i z efektních pokusů ve školních laboratořích. Čím ale hořčík tak učaroval vědcům?

Hořčík je všude kolem nás
Potřeba snižovat hmotnost dopravních prostředků je stále naléhavější a hořčík se jeví jako vysoce efektivní a navíc ekologický kov. Co ale vědce nejvíce zajímá, je jeho hustota. Hořčík je neobyčejně lehký. V porovnání s hliníkem je jeho hustota o 30 % nižší, a hmotností se tak vyrovná některým odlehčeným plastům. Přitom je vysoce pevný. Velkou roli hraje i snadná dostupnost hořčíku, je totiž šestým nejběžnějším prvkem v zemské kůře a vyskytuje se prakticky po celém světě v obrovském množství. Vzhledem k tomu, že hořčík velmi snadno reaguje s dalšími prvky, vyskytuje se v přírodě pouze ve sloučeninách.
Hořčík je však i důležitou součástí rostlin. Ve všech zelených rostlinách je totiž součástí chlorofylu.

Revoluce v automobilovém průmyslu?
V současné době se zkoumají vlastnosti hořčíku zejména pro jeho využití v automobilových bateriích, které jsou zbytečně těžké a zvyšují spotřebu u aut. U baterií hraje velkou roli také možnost jejich recyklace, což je dosud u běžných olověných baterií nemalým problémem. Hořčík je snadno recyklovatelný a ani jeho zbytky by nijak nezatěžovaly přírodní prostředí. V současné době je podíl hořčíku ve slitinách, používaných k výrobě autodílů, zhruba pouhých 5–7 kilogramů. Výrobci automobilů však mají již dnes plány na zvýšení podílu hořčíku v autech až na 160 kilogramů, což by zvýšilo účinnost paliva asi o 1 %.

Na hořčík čeká i elektronika a strojírenství
Jak slibně vypadá použití hořčíku v akumulátorech, tak se očekává jeho využití i v palivových a fotovoltaických článcích, a vzhledem k jeho velmi dobrým elektromagnetickým a vysokofrekvenčním vlastnostem i v mobilních telefonech, osobních počítačích, fotoaparátech a dalších výrobcích. Hořčík je rovněž horkým kandidátem na to, aby nahradil i kovové prvky, používané ve strojírenském průmyslu. Vědci však musejí nejprve lépe prozkoumat jeho mechanické, chemické a fyzikální vlastnosti.

Těžko se dá formovat
Jedním z největších omezení, které stojí v cestě širšímu využití hořčíku, je jeho poměrně nepružná hexagonální struktura, která působí problémy při lisování a obrábění. Hliníkové nebo ocelové plechy se snadno tvarují a stačí jednoduchá lisovací forma, abychom dostali během pár vteřin například požadovaný díl karoserie auta. Hořčík tomu ale vzdoruje a chce po technolozích posílení struktury. To ovšem není tak jednoduché, jak by se zdálo. Vědci už sice přišli na způsob, jak to udělat pomocí kovových slitin, obsahujících hořčík a další kovy. Jde jen o to najít správnou kombinaci do takovéto slitiny. Zatím je totiž hořčík pěkně vzdorovitý a vyžaduje posílení struktury za pomoci pěkně drahých příměsí, jako je neodym, yttrium, lanthan a další. V současné fázi výzkumu by využití těchto vzácných kovových prvků výrobu automobilů spíše zdražilo než zlevnilo. Zdá se, že se však blýská na lepší časy. Vědci nedávno vytvořili první slitinu na bázi hliníku, vápníku a hořčíku, která by tvrdým podmínkám vyhovovala. 

Pomohou počítačové modely
Hořčík čeká bezesporu slibná budoucnost a ty pravé objevy teprve přijdou. Aby se vynořily co nejdříve, využívají vědci a inženýři počítačového modelování struktur jednotlivých slitin, což nesmírně urychluje výzkum. Pomocí těchto modelů mohou předvídat a dokonce i testovat silné i slabé stránky nových slitin, aby se co nejvíce zrychlila inovace materiálů. Protože však každé modelování pouze určitým způsobem simuluje skutečnost a v reálu se může slitina chovat odlišně, musí se počítačový model ověřit pomocí řady experimentů.

Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Byl spuštěn největší neuromorfní počítač na světě

Byl spuštěn největší neuromorfní...

Současným počítačům stále chybí rychlost. Nezvládnou fungovat jako...
Prozradí vás chůze!

Prozradí vás chůze!

K identifikaci nebude již nutné znát tvář člověka! Policie v Pekingu a...
Letadlo „na baterky“ už není jen snem

Letadlo „na baterky“ už není jen...

Létá rychlostí 200 kilometrů v hodině, uveze dva pasažéry a k jeho...
Z detektorů kouře v dětských pokojích zmizí sirény. Nahradí je maminčin hlas

Z detektorů kouře v dětských...

Odborné periodikum The Journal of Pediatrics zveřejnilo v nedávno vydaném čísle...
Solární střecha pro osobní vůz

Solární střecha pro osobní vůz

Automobilky Kia a Hyundai by měly začít vybavovat některé své modely...
Nabíjecí stanice Ionity najdete u čerpacích stanic Shell

Nabíjecí stanice Ionity najdete u...

Ke konci loňského roku uzavřela síť čerpacích stanic Shell dohodu se...
Nový crossover od Tesly vyjede z továrny v roce 2020

Nový crossover od Tesly vyjede z...

Automobilka Tesla má za sebou další úspěch, když se podařilo schválit...
Hraním her vstříc informacím o klimatických změnách

Hraním her vstříc informacím o...

Popularita videoher už nejednou vedla vědce k nápadu, že by se daly...
Kdy a proč se nejvíce stresujete? Moderní náplast nalezne odpovědi

Kdy a proč se nejvíce stresujete?...

Žijeme v době, kdy už je prakticky nemožné proplouvat životem s ledovým...
Vyplatí se nákup elektromobilů pro firmy v České republice?

Vyplatí se nákup elektromobilů pro...

Poslední dotační výzva se uskutečnila před více než rokem. Pokud ale...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Hledejte fialovou, najdete život! To radí vědci astronomům

Hledejte fialovou, najdete život!...

Přemýšleli jste někdy nad tím, jak by mohl vypadat mimozemský život?...
VIDEO: 5 nejbizarnějších milostných scén

VIDEO: 5 nejbizarnějších...

U mnoho filmů se pozastavíme nad tím, jak mnoho nám scéna...
Zvěrstva války: Nacistická smrtící komanda!

Zvěrstva války: Nacistická...

Druhá světová válka byla nejhorším válečným konfliktem v celých dějinách...
Světem se valí epidemie obezity!

Světem se valí epidemie obezity!

Na jedné straně se ve společnosti šíří důraz na zdravý životní styl, ovšem...
Jak se živočichové přestěhovali na souš?

Jak se živočichové přestěhovali...

V dávných dobách, zhruba před 375 miliony, došlo v evoluci k zásadnímu...
Rodrigo Alves a Justin Jedlica: Umělí muži s tváří Kena!

Rodrigo Alves a Justin Jedlica: Umělí...

Než začnou blbnout, vypadají oba jako mladí sympaťáci. Jenže pak si...
Krimi z Ameriky: Studenta srolují do žíněnek

Krimi z Ameriky: Studenta srolují...

Podobně jako v dalších profesích, ani patologové nejsou rádi, když musejí...
Způsobilo nenávist Čechů vůči Rakousko-Uhersku špatně vybrané datum?

Způsobilo nenávist Čechů vůči...

Prohra v prusko-rakouské válce v roce 1866 císaře přesvědčí, že má smysl...
Veš: Ta malá příšerka ze školních šaten

Veš: Ta malá příšerka ze školních...

S prvním odvšivovacím hřebenem se vyčesává už před 3500 lety u Mrtvého moře,...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.